Una cosa es cultivar bacterias en un tubo de ensayo, realizar una prueba de detección en el laboratorio y encontrar una mutación en los genes del patógeno. Otra cosa, y mucho más rara, es encontrar exactamente la misma mutación en la naturaleza - eneste caso, en E. coli en muestras de orina de unos 500 pacientes que sufren infecciones recurrentes del tracto urinario.
El descubrimiento confluente, realizado por el distinguido profesor universitario Kim Lewis y sus colegas, se publicó en la revista Naturaleza . Podría poner a las personas con infecciones urinarias recurrentes en la vía rápida para un nuevo régimen terapéutico que Lewis describió en un artículo anterior.
"Tomamos una gran colección de E. coli aislamientos de pacientes con infecciones urinarias recurrentes ", explica Lewis, director del Centro de Descubrimiento Antimicrobiano." Y descubrimos que bastantes aislamientos tenían exactamente la misma mutación, en un gen llamado hipA, que nosotros yotros científicos han visto en experimentos de probeta "
Pooja Balani, estudiante de doctorado en el laboratorio de Lewis en el momento del estudio y primer autor del artículo, pasó innumerables horas realizando una prueba genética, analizando ambos cultivos de probeta de E. coli y los aislamientos de ITU de los pacientes, en busca de mutaciones de cadera.
Estaba encantada con lo que vio: hipA saltó a la palestra en ambas poblaciones.
El avance "persistir"
Se calcula que cada año se producen 150 millones de infecciones urinarias en todo el mundo, lo que representa $ 6 mil millones en costos de atención médica, según la Asociación Americana de Urología. La bacteria E. coli es responsable de la mayoría de ellos. Los antibióticos son el tratamiento estándar, pero a menudo la infección regresa cuando se suspende el tratamiento.
El laboratorio de Lewis había pasado años tratando de saber por qué, y en 2001 publicó un artículo que trajo la respuesta a la luz del día: una subpoblación de células bacterianas llamadas "persistentes" estaba confiriendo "tolerancia" a los antibióticos
La tolerancia a los antibióticos es distinta de la "resistencia" a los antibióticos, que ocurre cuando un patógeno adquiere una mutación genética que le permite codificar una proteína que destruye el antibiótico. Piénselo de esta manera: con resistencia, la bacteria blandirá una nueva arma asesinaCon tolerancia, las bacterias se esconden en una trinchera, esperando hasta que el enemigo haya huido. Luego salen y se multiplican.
Las bacterias son organismos unicelulares. Para reproducirse, simplemente se dividen: una célula se convierte en dos células, y así sucesivamente, hasta que un ejército de progenie infecta al huésped, aquí, el tracto urinario de una persona. Pero a veces la división da como resultado unacélula bacteriana activa, que continúa creciendo y dividiéndose, y que está viva pero deja de crecer: está latente, existiendo en lo que Lewis llama "un estado similar a un sporel". Esa es una célula persistente.
"Hay una pequeña subpoblación de persistencias que están formadas por todos los patógenos que hemos estudiado hasta ahora", dice Lewis. Debido a que los antibióticos atacan solo a las células bacterianas que funcionan activamente, dice, las persistentes escapan del ataque.
"Las persistencias son como una estrategia de defensa de cobertura de apuestas para las bacterias", dice Balani. "En última instancia, salvan a la población".
desde el laboratorio hasta la cama
Los colaboradores en el nuevo estudio incluyeron a Maria A. Schumacher, Richard G. Brennan y sus estudiantes en la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke, quienes analizaron la estructura de la cadera para determinar cómo la mutación aumentó la producción de células persistentes. Lo que encontraron fue unaacto de equilibrio molecular que salió mal
El gen hipA codifica una proteína, una toxina. La toxina generalmente es controlada por otra proteína, una antitoxina, que está codificada por otro gen, hipB. Los pares de genes toxina-antitoxina están "dispersos alrededor de los cromosomas de"todas las bacterias que conocemos", dice Lewis. Sin embargo, una mutación en cualquiera de los genes puede alterar el equilibrio. Por lo tanto, cuanto más toxina producida por la cadera, es más probable que la célula se apague, es decir, se convierta en persistente."La mutación hipA da lugar a unas 1.000 veces más persistencias que un gen sin ella", dice Lewis.
Conocer este mecanismo genético podría permitir a los médicos personalizar el tratamiento para las infecciones urinarias recurrentes. "Puede rastrear si su paciente tiene E. coli con una mutación hipA, y si es así, introduzca un régimen de dosificación de pulso ", dice Lewis, citando su artículo anterior sobre la dosificación de pulso y el patógeno que causa la enfermedad de Lyme.
La dosificación de pulso, dice, es sencilla: le das al paciente un antibiótico y mata todas las células en crecimiento. Luego, las células persistentes comienzan a "despertarse". Pero antes de que puedan dividirse para formar una nueva población, las golpeas conel antibiótico otra vez
"En un tubo de ensayo, si repite esto un par de veces, puede erradicar por completo a la población", dice Lewis. "Creo que se puede hacer lo mismo en las personas".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del noreste . Original escrito por Thea Singer. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :